'키스펩틴(kisspeptin)'는 사춘기 시기에 작용하는 중요한 신경조절물질이며 'GnRH(gonadotropin-releasing hormone)'는 포유류의 뇌시상하부-뇌하수체-생식선을 잇는 신경내분비 축을 조절하는 호르몬으로 뇌시상하부에서 합성되고 뇌하수체에 작용해 성선자극호르몬의 합성·분비를 촉진한다. 

1시간을 주기로 분비와 휴식을 반복하는 GnRH의 '맥동성(24시간보다 짧은 생체리듬의 대표적 생리현상)'은 사춘기를 거쳐 성인이 되면 본격적으로 발현되기 때문에 이에 대한 연구는 성조숙증이나 사춘기 시작 지연 등과 관련해 사회적·의학적으로 많은 관심을 받아 왔다.
 

▲단일 신경세포 수준에서 실시간 유전자 발현의 측정을 통해 GnRH 맥동 발진기의 분 자세포생물학적 기작을 밝힌 연구 개념도. ⓒ2013 HelloDD.com

하지만 GnRH 신경세포가 1000여 개밖에 존재하지 않고 시상하부 영역에 흩어진 GnRH 신경세포의 활성을 동시에 측정하기 어려워 GnRH 맥동원인 규명은 분자세포생물학 분야에서 40년간 난제로 남아 있었다. 

연구팀은 키스펩틴이 GnRH 유전자 발현을 유도함과 동시에 GnRH 신경세포군이 일제히 맥동성을 보이도록 동기화시킨다는 사실을 처음으로 규명했다. 연구팀은 이 같은 결과를 얻기 위해 GnRH 유전자 발현에 맞춰 빛을 발광하는 형질전환 생쥐를 제작해 GnRH 유전자 발현과 분비를 동시에 측정할 수 있는 기법을 개발했다. 

김경진 교수는 "이번 연구는 신경세포에서 유전자 발현을 실시간으로 관찰하는 기반기술을 구축했다는 점과 맥동성을 나타내는 신경호르몬의 유전자 발현과 분비 기작, 신경세포들 간의 동기화를 규명했다는 점에서 의미가 크다"며 "앞으로 사춘기나 성조숙증 등 신경내분비 관련 질환의 이해와 치료에 기여할 것"이라고 설명했다. 

연구결과는 세계적으로 저명한 학술지인 '미국국립과학원회보(PNAS)'에 최근 게재됐다.